Органо-минеральный комплекс на основе сульфата магния, способ и установка для его получения Российский патент 2020 года по МПК C01F5/40 B01F3/00 C01B33/113 C01G49/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к средствам получения комплексов на основе неорганического премикса для использования в разных отраслях.

Уровень техники

Наиболее близким аналогом является патент RU 2104936 (C01F 5/40, 20.02.1998), из которого известен способ получения сульфата магния, используемого в разных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Способ заключается в том, что магнезитовую пульпу с соотношением Т:Ж = 1:6,5 - 7 подают на взаимодействие с серной кислотой при соотношении MgO: H₂SO₄ = 1:2,5 - 2,6 при температуре 85-90^oC, процесс ведут до достижения pH 6,5 - 7,5. Данный известный способ не отвечает современным требованиям.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является создание эффективной технологии получения комплекса компаунда, как промежуточного продукта для получения органо-минерального удобрения.

Технический результат состоит в расширении арсенала органо-минеральных комплексов компаундов и технологий их получения на основе синтетического кремнекизерита, повышение их экологичности универсальности, т.е. возможности использования для производства широкого спектра как неорганических, так их органо-минеральных удобрений.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения органо-минерального удобрения состоит в том, что получают сухой сульфатно-магниевый премикс, получают сухой органо-минеральный компаунд путем смешивания упомянутого премикса с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого премикса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, добавляют фосфорсодержащий компонент и/или азотно-калиевый комплекс и/или соли гуминовых кислот (гуматы), осуществляют гранулирование полученной смеси.

Указанный технический результат достигается также тем, что в качестве гуматов используют гумат калия водный раствор или гумат натрия водный раствор, обеспечивают массовую долю органических веществе не менее 5%, массовую долю сульфата магния не менее 10%, массовую долю воды не более 2,5%.

Указанный технический результат достигается также тем, что в качестве фосфорсодержащего компонента используют природный фосфорит.

Указанный технический результат достигается также тем, что органо-минеральное удобрение содержит сульфатно-магниевые компоненты в следующем соотношении: массовая доля сульфата магния не менее 10%, массовая доля оксида кремния не менее 5%, массовая доля сульфата железа не менее 5%, массовая доля фосфатов не менее 5%, массовая доля азота не менее 1%, массовая доля органических веществе не менее 5%, массовая доля гуматов не менее 1%.

Указанный технический результат достигается также тем, что установка для получения органо-минерального удобрения, содержащая соединенные в производственную линию резервуары для хранения компаунда в виде гранулированной смеси сульфатно-магниевого премикса с отходами жизнедеятельности животных, фосрфорсодержащего компонента, гумата, средства подачи упомянутых компонентов в смеситель для получения смеси, устройство для гранулирования полученной смеси и устройство для сушки.

Отличительной особенностью изобретения является то, что предварительно получают минеральный премикс на основе синтетического кремнекизерита с универсальным сочетанием компонентов, в который добавляют органические компоненты непосредственно в животноводческих комплексах для получения второго промежуточного продукта – компаунда, из которого уже получают конечный продукт - удобрение.

Перечень фигур чертежей

На Фиг.1 показана схема установки для получения минерального комплекса.

Осуществление изобретения

Основной объект изобретения относится к органо-минеральным удобрениям. Для целей настоящего раскрытия изобретения под компаундом понимается механическая смесь веществ или компонентов, не представляющая собой химического соединения.

Продукты, представляющие собой сыпучие механические смеси компонентов, например, корма для животных, удобрения, питательные смеси и пр., могут быть получены различными способами.

Обычный способ получения удобрений состоит в следующем. Строят единый сложный технологический комплекс для получения конечного удобрения непосредственно из исходного сырья (минералов, добавок, органических компонентов…). Затем в этот комплекс необходимо подвозить все необходимые компоненты, например, из одних мест серпентинит и прочие источники минеральных компонентов, из других – органику. Такой поход приводит к удорожанию конечного продукта и требует значительных ресурсов на создание единого технологического комплекса оборудования.

Одним из способов производства сухих смесей является предварительное получение так называемых премиксов, из которых впоследствии производится конечный продукт.

Премикс представляет собой технологическое понятие, означающее предварительно смешанные сухие компоненты, дозируемые в определённом соотношении. Премиксы предназначены для использования в технологических процессах, где производится сухое смешивание компонентов, в частности, для решения проблемы неравномерности смешивания.

Основой настоящего изобретения является разделение технологии получения органо-минерального удобрения на несколько последовательных, технологически обособленных этапов, при этом на предыдущем этапе получают продукт, который является исходным для последующего этапа.

С этой целью, процесс получения органо-минерального удобрения разбит на следующие этапы:

- получение минерального премикса;

- получение органо-минерального компаунда на основе предварительно полученного премикса;

- получение органо-минерального удобрения на основе предварительно полученного компаунда.

Преимущество такого модульного подхода с получением промежуточных продуктов состоит в том, что каждый промежуточный продукт может быть получен непосредственно в месте нахождения основных компонентов, т.е. в около карьеров по добыче полезных ископаемых, в животноводческих комплексах и т.д.

Например, в качестве основного сырья для производства премикса предполагается использовать природные материалы - серпентинит, форстерит, хризотиловый асбест. Таким образом, установку для его получения можно разместить непосредственно в местах добычи сырья и уменьшить затраты на его перевозку, логистику и пр. Кроме этого, установка для получения премикса проще и дешевле комплекса для производства удобрения.

Далее, предварительно полученный минеральный премикс доставляется в крупные животноводческие комплексы, являющиеся источником органических соединений (навоз, стоки…). В этих комплексах остро стоит проблема утилизации отходов жизнедеятельности животных. В том числе и с этой целью в животноводческом комплексе размещают сравнительно простую установку для получения органо-минерального компаунда путем смешивания ранее полученного минерального премикса с отходами жизнедеятельности животных. Опять же в этом случае отпадает необходимость транспортировать органические отходы.

Предложенная модульная технология производства удобрения на основе ряда предварительных продуктов имеет следующие очевидные преимущества по сравнению с технологиями получения удобрений из сырья: технологические установки для получения предварительных продуктов (премикса и компаунда) значительно проще и дешевле; их можно разместить в непосредственной близости к источнику основного сырья (в случае премикса – к карьерам, в случае компаунда – к животноводческим комплексам); в случае компаунда такой подход позволяет эффективно решить экологическую задачу по утилизации отходов животноводства.

В соответствии с настоящим изобретением органо-минеральное удобрение содержит сульфатно-магниевые компоненты в следующем соотношении: массовая доля сульфата магния не менее 10%, массовая доля оксида кремния не менее 5%, массовая доля сульфата железа не менее 5%, массовая доля фосфатов не менее 5%, массовая доля азота не менее 1%, массовая доля органических веществе не менее 5%, массовая доля гуматов не менее 1%.

Одним из возможных примеров осуществления изобретения является органо-минеральное удобрение, которое содержит сульфатно-магниевые компоненты в следующем соотношении: массовая доля сульфата магния не менее 10%, массовая доля оксида кремния не менее 5%, массовая доля сульфата железа не менее 5%, массовая доля фосфатов не менее 25%, массовая доля азота не менее 12%, массовая доля воды не менее 2%, массовая доля органических веществе не менее 5%, массовая доля гуматов не менее 1%.

Другим возможным примером осуществления изобретения является органо-минеральное удобрение, которое содержит компоненты в следующем соотношении: массовая доля сульфата магния не менее 10%, массовая доля оксида кремния не менее 5%, массовая доля сульфата железа не менее 5%, массовая доля фосфатов не менее 10%, массовая доля азота не менее 5%, массовая доля органических веществе не менее 5%, массовая доля гуматов не менее 1%

Способ получения органо-минерального удобрения состоит в том, что сначала получают сухой сульфатно-магниевый премикс. После этого получают сухой органо-минеральный компаунд путем смешивания упомянутого премикса с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого премикса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, добавляют фосфорсодержащий компонент и/или азотно-калиевый комплекс и/или соли гуминовых кислот (гуматы), осуществляют гранулирование полученной смеси.

В качестве гуматов целесообразно использовать гумат калия водный раствор или гумат натрия водный раствор, обеспечивают массовую долю органических веществе не менее 5%, массовую долю сульфата магния не менее 10%, массовую долю воды не более 2,5%.

В качестве фосфорсодержащего компонента целесообразно использовать природный фосфорит.

Промежуточный органо-минеральный компаунд содержит сульфатно-магниевый премикс, обеспечивающий в конечном продукте следующие массовые доли компонентов: сульфата магния не менее 35%, оксида кремния не менее 5%, сульфата железа не менее 5%, органические соединения остальное.

Способ получения органо-минерального компаунда для производства удобрений состоит в том, что получают сухой сульфатно-магниевый премикс, в котором массовая доля сульфата магния не менее 70%, массовая доля оксида кремния не менее 10%, массовая доля сульфата железа не менее 15%, суммарная массовая доля хлоридов и фтора не превышает 0,05%. Далее смешивают предварительно полученный премикс с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого премикса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, осуществляют гранулирование конечного продукта.

Целесообразно обеспечить в компаунде массовую долю сульфата магния не менее 45%, а массовую долю воды не более 6,4%.

Для производства минерального премикса используют гидросиликат магния, осуществляют сульфатизацию гидросиликата магния до значения рН=6,8 получают сухой сульфатно-магниевый комплекс, в котором массовая доля сульфата магния составляет величину не менее 70,0%, массовая доля оксида кремния не менее 10%, массовая доля сульфата железа не менее 15,0%, суммарная массовая доля хлоридов и фтора не превышает 0,05%.

Сульфатизацию осуществляют путем смешивания серной кислоты с источником гидросиликата магния в соотношении от 0,5 до 1,5.

В качестве источника гидросиликата магния целесообразно использовать, по крайней мере, один природный материал, выбранный из группы: серпентинит, форстерит, хризотиловый асбест.

Установка для получения органо-минерального удобрения содержит соединенные в производственную линию следующие модули, показанные на Фиг.1:

1- конвейер подачи компаунда из склада;

2- бункер компаунда с дозатором;

3- бункер дробленных компонентов;

4- шаровая мельница;

5- ковшовый элеватор;

6- бункеры подачи сухих компонентов;

7- смеситель-гранулятор;

8- конвейер;

9- отсекатель;

10- ковшовые элеваторы;

11- группа конпакторов-грануляторов;

12- ковшовый элеватор;

13- барабанное сито;

14- ковшовый элеватор;

15- бункер;

16- сушилка-окатыватель гранул;

17- грохот двухситовой;

18- дробилка;

19- ковшовый элеватор;

20- бункер;

21- наклонный ленточный конвейер;

22- фасовочные машины;

23- площадка сухих компонентов;

24- площадка жидких компонентов;

25,26- емкости с жидкими компонентами;

27- диспетчерский пункт;

28- помещение для персонала;

29- площадка готовой продукции.

Установка для получения органо-минерального удобрения работает следующим образом.

Предварительно полученный из минерального премикса органо-минеральный компаунд и необходимый фосфорсодержащий компонент подаются из бункеров 2 и 3 в мельницу 4 для смешивания и размола. Далее полученная размолотая смесь подается элеватором 5 для смешивания с другими компонентами (гуматами, азотно-калиевым комлексом и пр.). По мере прохождения смеси через гранулятор 7, конвейер 8, отсекатель 9, элеваторы 10, конпакторы-грануляторы 11, сито 13, окатыватель гранул 16, грохот 17, дробилку 18 происходят операции смешивания компонентов, их грануляция, сушка, классификация. Готовый продукт поступает на фасовочные машины 22 и фасуется тару.

Таким образом, предварительно полученный промежуточный органо-минеральный продукт компаунд смешивается с различными добавками, гуматами и пр. для получения конечного удобрения.

Отличительной особенностью удобрения и технологии его получения в соответствии с настоящим изобретением является отсутствие в технологии производства опасного аммиака и отсутствие химически-опасных отходов (отвалов, шламохранилищ, выбросов, сливов и пр.). Кроме этого, технология производства удобрений с получением самостоятельных промежуточных продуктов позволяет производить конечное удобрение на сравнительно простом технологическом оборудовании.

Изобретение относится к неорганической химии. Удобрение содержит сульфатно-магниевые компоненты в следующем соотношении: массовая доля сульфата магния не менее 10%, массовая доля оксида кремния не менее 5%, массовая доля сульфата железа не менее 5%, массовая доля фосфатов не менее 5%, массовая доля азота не менее 1%, массовая доля органических веществ не менее 5%, массовая доля гуматов не менее 1%. Технический результат изобретения - упрощение получения удобрения. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ получения органо-минерального удобрения, состоящий в том, что получают сухой сульфатно-магниевый премикс, получают сухой органо-минеральный компаунд путем смешивания упомянутого премикса с отходами жизнедеятельности животных в соотношении массовой доли упомянутого премикса к массовой доле упомянутых отходов от 0,5 до 1,0, добавляют фосфорсодержащий компонент, и/или азотно-калиевый комплекс, и/или соли гуминовых кислот (гуматы), осуществляют гранулирование полученной смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гуматов используют гумат калия водный раствор или гумат натрия водный раствор, обеспечивают массовую долю органических веществе не менее 5%, массовую долю сульфата магния не менее 10%, массовую долю воды не более 2,5%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фосфорсодержащего компонента используют природный фосфорит.

4. Органо-минеральное удобрение, содержащее сульфатно-магниевые компоненты в следующем соотношении: массовая доля сульфата магния не менее 10%, массовая доля оксида кремния не менее 5%, массовая доля сульфата железа не менее 5%, массовая доля фосфатов не менее 5%, массовая доля азота не менее 1%, массовая доля органических веществе не менее 5%, массовая доля гуматов не менее 1%.

5. Установка для получения органо-минерального удобрения по п. 4, содержащая соединенные в производственную линию резервуары для хранения компаунда в виде гранулированной смеси сульфатно-магниевого премикса с отходами жизнедеятельности животных, фосфорсодержащего компонента, гумата, средства подачи упомянутых компонентов в смеситель для получения смеси, устройство для гранулирования полученной смеси и устройство для сушки.